信息系统在智慧农业中的应用

大唐移动物联网：智慧农业的普及和应用

物联网(Internet of Things)那个词，国内外普遍公认的是MIT Auto-ID中心Ashton教授1999年在研究RFID时最早提出来的。在2005年国际电信联盟(ITU)公布的同名报告中，物联网的定义和范围差不多发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，而不再只是基于RFID技术的物联网。

自2009年8月总理提出“感知中国”以来, 物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，“物联网”在中国受到了全社会的极大关注，其程度是美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。

“精细化农业”—— 大唐移动农业物联网解决方案

“农业物联网”，确实是物联网技术在农业生产经营治理中的具体应用，通过操作终端及传感器采集各类农业数据，通过无线传感器网、移动通信无线网、有线网等实现信息传输，通过作业终端实现农业生产过程全监控与治理。

“农业物联网”既能改变粗放的农业经营治理方式，也能提高农作物疫情疫病防控能力，确保农产品质量安全，引领现代农业进展。 大唐移动针对农业物联网系统提出新的建设目标：

利用物联网信息化手段进行农业经济运行监测，掌握农业生产与农业经济运行的动态，监测农业生产经营的成本收益变化，对农业生产经营活动提供分析。

提高农业市场监管的电子化、网络化水平，公开一站式服务，提高工作效率，降低企业成本。

利用信息化为决策支持、生产经营服务，实现动态监测、先兆预警等。加强农业信息化服务体系，提高信息化装备，健全信息服务队伍，延伸信息网络，提高信息服务能力。

大唐移动农业物联网系统解决方案架构：

针对以上三点建设目标，大唐移动提出农业物联网的智慧农业系统解决方案，如下图所示：

图1：大唐移动智慧农业系统解决方案

系统采纳三层架构，分不由感知层、传输层、应用层构成，其功能如下：

农业物联网感知层

该层的要紧任务是将大范围内的现实世界农业生产等的各种物理量通过各种手段，实时并自动化的转化为虚拟世界可处理的数字化信息或者数据。

智慧农业 案例

智慧农业是指通过应用信息技术、物联网、大数据分析等先进技术手段，提高农业生产效率、优化资源利用、改善农产品质量和安全，实现农业可持续发展的一种农业发展模式。下面是一些智慧农业的案例：

1. 传感器监测土壤湿度和养分含量：通过在农田中布置传感器网络，实时监测土壤湿度和养分含量，农民可以根据传感器数据调整灌溉和施肥，提高作物的生长效率和产量。

2. 无人机巡视农田：利用无人机配备的高清摄像头和红外传感器，农民可以定期巡视农田，及时发现病虫害等问题，避免大面积的损失，并采取相应的措施进行防治。

3. 牧草智能喂养系统：利用物联网技术和智能喂养设备，实现对牧草的精确测量和投喂，根据牛群的需求量和饲料品质进行精准喂养，提高牛群的生产性能和健康状况。

4. 智能温室控制系统：通过传感器监测温度、湿度、CO2浓度等环境参数，自动控制温室内的通风、加热、灌溉等设备，实现温室内的良好生长环境，提高温室作物的产量和质量。

5. 农产品溯源系统：利用区块链技术，记录农产品的生产、加工、运输等信息，消费者可以通过扫描产品上的二维码，了解产品的种植、施肥、农药使用等情况，提高产品的可信度和安全性。

6. 智能灌溉控制系统：根据天气预报和土壤湿度监测数据，智能控制灌溉设备的开关，实现精细化灌溉，高效利用水资源，避免过度灌溉和水资源浪费。

7. 农业大数据分析：通过收集农田、气象、市场等各种数据，利用大数据分析技术，提供农业生产决策的科学依据，为农民提供种植技术指导和市场预测，提高农业生产的效益和竞争力。

8. 智能养殖系统：利用传感器监测养殖环境的温度、湿度、氨气等参数，自动控制通风、加热、喂食等设备，提供适宜的养殖环境，提高养殖动物的生长速度和健康水平。

9. 农产品质量检测：利用光学传感技术、红外成像等方法，对农产品进行快速、非接触式的质量检测，包括成熟度、含糖量、营养成分等指标，提供精确的品质评估和分类。

大数据技术在智慧农业中的应用研究

随着科技的发展，大数据技术已经渗透到许多领域中，智慧农业也不例外。大数据技术在智慧农业中的广泛应用，为农业生产提供了前所未有的精准化决策支持和风险管理能力，成为农业信息化发展的重要组成部分。

一、大数据技术在智慧农业中的应用

1.动态土壤属性模型

在传统农业生产中，农民通常通过感官经验判断土壤的水分、肥力等属性，往往存在误差。而大数据技术可以通过多维度的土壤采样和数据分析，建立土壤属性模型，并实时监测土壤的质量和肥力。

2. 智能灌溉系统

农业灌溉是农业生产的重要组成部分，而传统的灌溉方式存在着浪费水源、浪费劳动力等问题。基于大数据技术的智能灌溉系统，可以通过物联网技术实时监测灌溉水的使用情况，并根据气象、土壤等数据自动调节灌溉水的用量及灌溉时间，从而实现精准灌溉，节约自然资源。

3. 病虫害预测与管理 病虫害是农业生产的常见问题，而大数据技术可以通过对大量的病虫害数据的分析，建立预测模型，用于预测未来的病虫害情况，进而提前做好防治工作。此外，大数据技术还可以实现对病虫害防治的精准监测，提高农业生产质量和产量。

4. 智能植保系统

智能植保系统是基于大数据技术、物联网技术和人工智能技术的综合平台，可实现对作物长势、病虫害、气象等多种数据的实时监测和分析，基于数据和算法，自动化地实现植保决策和植保操作。可以大大提高作物农药防治的准确性和有效性，同时也减少了农民的农药使用和劳动强度。

二、大数据技术在智慧农业中面临的问题

虽然大数据技术在智慧农业中的应用已经日趋成熟，但实际上仍然存在着许多问题和挑战。

一方面，当前农业行业的数字化程度比较低，传感器、数据采集等硬件设施和专业人才缺乏，导致生产数据不足、精度不够，无法达到大数据分析的标准。

另一方面，大数据应用中面临的法律、安全和隐私等方面的问题，如大型数据中心的安全、数据的产权、共享、保密等方面的问题，都需要得到应有的重视和保障。

智慧农村与农业信息化

作为一个传统的农业大国，中国在过去几十年中，通过诸多措施来提高农业生产的效率和品质，以满足当下和未来日益增长的人口需求。然而，随着经济和社会的迅速发展，智慧农村和农业信息化逐渐涌现出来，给农村和农业的现代化变革带来了新的机遇。

智慧农村是指基于现代信息技术的农村发展模式，其核心是通过将互联网、大数据、人工智能等技术应用于农业生产、经营、服务等环节，来提高农村产业的智慧化、绿色化、集约化和现代化。换言之，智慧农村正是利用数字技术创新来发展现代农业，使农业成为一个更高效、更智能和更可持续的产业。

其中，农业信息化就是智慧农村的一个核心要素，它也是一个更加广阔和综合性的概念，主要是利用计算机和通信技术，来实现农业生产、经营、管理、服务等信息化的处理和传递。农业信息化可以使农业生产和经营更加精细化、高效化和可持续化，同时也可以提高农村居民生活质量和社会服务水平，推进城乡一体化和可持续发展。

结合中国目前的农村和农业发展情况，智慧农村和农业信息化的应用具有重要的意义和价值。首先，由于新技术的不断涌现，可以提高农业生产成本，提高效率，减轻农民的劳动强度。智慧农村的技术核心之一是物联网技术，通过传感器、监测设备、智能控制系统等手段，可以对土地、气候、水资源等进行精准的监测和控制，从而实现更加精细的农业生产管理。例如，地下水位以及土地肥力的实时监测，可以帮助农民更好地确定作物的种植时间和施肥方案，保证农业生产的最佳状态。

除了提高农业效益外，智慧农村和农业信息化也有助于促进农村产业多元化和升级。在这种模式下，农村居民不仅仅从事传统的种植、养殖活动，还可以通过组成农民合作社、开展电子商务等方式，从事其他产业，吸纳更多人口就业，带动地方经济发展。

此外，智慧农村和农业信息化还可以促进农村与城市之间的交流和互动。随着城市人口的增加，更多的人开始重视生态环境，对有机食品和绿色农业需求也愈加旺盛。智慧农村和农业信息化的发展，可以有更多的机会借助电子商务等方式，将农村生产的产品卖到城市，满足城市人口的需求。